1941年6月德军大举入侵苏联,大量T-60坦克投入了卫国战争中,但由于其装备的20mm坦克炮火力太弱,装甲防护也差,根本无法抗击德军的正面攻击,战损极大。不过在战场伏击和机动运输中,T-60坦克也是起作用的,苏军第一坦克军指挥官卡图科夫曾回忆:在1942年一次激烈战斗中,该型坦克利用麦田的掩护,成功地渗透到德军后方,突然向德军部队展开攻击,成功地阻止了德军的进攻。而T-70坦克最辉煌的战果是在1943年7月的库尔斯克会战,7月12日,苏联第5近卫坦克集团军与德国纳粹党卫军第2和第3装甲军在普罗克霍罗夫卡村庄前32公里处发生正面冲突,429辆德军坦克和870辆苏军坦克参加了战斗,其中苏军有261辆T-70坦克,这些T-70坦克勇猛地向德军坦克冲击,尽管损失不少,但装备T-70坦克的苏军第31坦克旅仍协同T-34坦克突破了德军坦克的阻击,在这一战役的关键时刻起了一定作用。
面对德军Ⅲ号与Ⅳ号坦克不断加强的火力和装甲,苏军这二型坦克在战场正面对抗的生存率越来越低,尽管后来又诞生了加强装甲的T-80,但在T-34坦克大量进入战场后,这二型坦克逐步退出了前线的战斗,改作承担训练、侦察与后方机关保护等任务。